Pasukan Jülich jalankan get transmon 6,8 nanosaat dengan kesetiaan di atas 99,98%

Penyelidik di Jülich, Aachen, dan Köln melaporkan di Nature Communications get satu qubit ultrapantas dengan metode denyut yang menekan kebocoran multifoton.

Halaman ini diterjemahkan daripada bahasa Inggeris. Nama syarikat dan produk serta pautan sumber kekal tidak berubah. Baca versi asal dalam bahasa Inggeris

Ahli fizik di Forschungszentrum Jülich, bekerjasama dengan RWTH Aachen University dan Universiti Köln, menjalankan operasi satu qubit pada qubit superkonduktor dalam 6,8 nanosaat dengan ketepatan di atas 99,98%. Hasil yang diterbitkan di Nature Communications sebagai Ultrafast single-qubit gates through multi-photon transition removal ini bertumpu pada cara baharu membentuk denyut kawalan gelombang mikro. Menurut kenyataan media Jülich, operasi semacam itu biasanya mengambil masa beberapa puluh nanosaat pada mesin superkonduktor.

Apa yang diumumkan

Dua get dasar dijalankan pada satu qubit transmon yang dibuat di Helmholtz Nano Facility di Jülich, masing-masing digerakkan oleh denyut gelombang mikro 6,8 nanosaat. Kesetiaan terukur adalah 99,981% dan 99,989%, dan kebarangkalian qubit bocor ke tingkat tenaga lebih tinggi kekal di bawah 0,002% per operasi, menurut institut tersebut. Quantum Computing Report mengidentifikasi get tersebut sebagai X dan X/2 dan melaporkan kesetiaan diukur dengan interleaved randomized benchmarking. Kerja ini dilakukan dalam QSOLID, konsorsium nasional Jerman yang diselaraskan Jülich.

Butiran teknikal

Kelajuan penting kerana qubit hanya mengekalkan keadaannya untuk masa singkat: get yang lebih pantas memungkinkan lebih banyak operasi, termasuk siklus koreksi ralat, masuk ke jendela masa itu. Namun denyut yang lebih pendek harus lebih kuat, dan transmon memiliki tingkat tenaga di atas dua tingkat yang digunakan untuk pengkomputeran. Pasukan Jülich menemui bahwa denyut kuat dan cepat dapat mendorong qubit bukan hanya satu lantai terlalu tinggi, melainkan dua atau tiga lantai lebih tinggi melalui transisi multifoton, efek yang menurut kenyataan media sebelumnya terlepas pandang dan dapat bertahan sepanjang beberapa langkah pengkomputeran serta mengganggu koreksi ralat.

Metode baharu, R2D, dibina di atas DRAG, teknik koreksi denyut piawaian yang digunakan lebih daripada satu dekade. Metode ini membentuk denyut untuk menyaring komponen frekuensi yang memicu transisi yang tidak diinginkan sambil kekal menjalankan operasi yang dimaksud. Dibandingkan metode piawaian, R2D mengurangkan kebarangkalian transisi multifoton lebih daripada 20 kali ganda, kata para penyelidik. QCR melaporkan bahwa ralat get yang tersisa dibatasi oleh dekoherensi, bukan oleh ralat kawalan.

Kerja eksperimental diketuai Yuan Gao dan Rami Barends di PGI-13 Peter Grünberg Institute, dengan teori dari José da Costa Jesus, Francisco Cárdenas-López, dan Felix Motzoi di PGI-8.

Mengapa ia penting

Get yang lebih pantas tanpa kehilangan ketepatan memberi skema koreksi ralat lebih banyak ruang sebelum qubit kehilangan koherensi, dan menekan kebocoran sangat bernilai kerana keadaan yang bocor sukar dikendalikan kod piawaian.

Perkara yang perlu diperhatikan

Para penyelidik menekankan bahwa teknik ini setakat ini hanya diuji pada satu qubit terisolasi. Eksperimen susulan perlu menunjukkan apakah teknik ini bertahan pada prosesor yang lebih besar, di mana cakap silang dan kesesakan frekuensi menjadi masalah, serta pada operasi dua qubit.